[发明专利]一种基于扫刷误差的二自由度动力模型沿边清扫控制方法

说明书

本发明公开了一种基于扫刷误差的二自由度动力模型沿边清扫控制方法，根据二自由度车辆动力模型、车辆质心误差、前扫刷中心误差建立沿边清扫的扫刷误差模型，根据模型以及作业速度制作离线线性二次型调节器控制表，计算反馈控制转向，并计算前馈控制转向，最终控制量为反馈控制转向与前馈控制转向之和，输出，结束控制周期。本发明提出的基于扫刷误差二自由度动力模型沿边清扫控制方案，适配沿边清扫需求将前扫刷中心作为控制点建立误差模型，使用离线线性二次调节器控制表，减少算力，同时需要调节的参数简单直观，有利于复杂作业环境的调参适配，贴边清扫更加顺畅，更好地完成无人清扫车的沿边作业。

技术领域

本发明涉及智能辅助驾驶技术领域，尤其涉及一种基于扫刷误差的二自由度动力模型沿边清扫控制方法。

背景技术

2022年，我国首次出现人口负增长，目前环卫领域中老龄化明显，环卫人员短缺问题已经越发突出。低速无人环卫车的出现不仅迎合了需求，在高温，严寒的恶劣天气下作业，也提高了环卫作业的安全。

相关技术中，无人驾驶清扫车技术的发展越来越受到各方的重视，无人驾驶清扫车作业中最常见也是最核心的一个场景就是贴边清扫，近年来随着无人驾驶技术的不断发展与普及，应用于特定环境内的小型低速无人清扫车成为无人驾驶最先落地的商业化产品，对于公园、校园、大型商场、工业园区、公共马路等场景的卫生清扫作业，由智能化无人清扫车替代人工清扫成为趋势，而“贴边”清扫是无人清扫车特定环境下完成高效率清扫目标的重要技术手段之一，如何保证清扫车可以精确的“贴边”清扫作业是无人驾驶清扫车落地运营的关键因素之一。

现有技术中，常见的无人环卫车控制方案，低算力有纯跟踪方案，PID控制方案，但它们对于车辆控制多输入多输出的系统存在参数整定困难，PID控制不能很好处理多变量问题，而模型预测控制方案算力高，参数个数多，调参困难。

因此，现有技术还有待提高。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种基于扫刷误差的二自由度动力模型沿边清扫控制方法，旨在将减少算力，同时需要调节的参数简单直观，有利于复杂作业环境的调参适配，更好地完成无人清扫车的沿边作业。

本发明的技术方案如下：

一种基于扫刷误差的二自由度动力模型沿边清扫控制方法，所述方法包括：

获取车辆作业速度范围并建立扫刷误差模型；

根据所述车辆作业速度范围以及所述扫刷误差模型制作离线的线性二次调节器控制表；

获取清扫车的状态信息以及贴边清扫的运动轨迹；

根据所述清扫车的状态信息以及贴边清扫的运动轨迹计算匹配点以及投影点；

根据所述投影点以及当前车身位姿计算误差变化量；

根据车辆作业速度和所述离线的线性二次调节器控制表计算反馈控制量。

在一个实施例中，所述误差变化量为根据所述投影点以及当前车身位姿计算出的车辆前轮扫刷中心到所述投影点的横向误差的误差变化量和根据所述投影点以及当前车身位姿计算出的车辆质心到所述投影点的航向误差的误差变化量。

在一个实施例中，所述建立扫刷误差模型具体包括：

获取车辆质心到所述投影点的横向误差以及所述车辆质心到所述投影点的航向误差；

建立以车辆质心为控制点的二自由度模型；

根据前扫刷误差公式获取车辆的前轮扫刷中心到所述投影点的横向误差；

联立所述二自由度模型，推导得所述扫刷误差模型。

在一个实施例中，根据所述投影点以及当前车身位姿计算误差变化量之后，所述方法还包括：

判断所述横向误差的误差变化量是否异常，并判断所述航向误差的误差变化量是否异常。

在一个实施例中，所述判断所述横向误差的误差变化量是否异常具体包括：